Основний метод регулювання щільності, твердості та блиску виробів з ПЕ, ПП, ПВХ

Щільність, твердість і глянець пластику можна зменшувати або збільшувати відповідними методами, щоб знизити чи підвищити початкову відносну щільність пластику, збільшити твердість або підвищити гнучкість, а також змінити глянець для задоволення потреб різних застосувань.

1. Як зменшити щільність пластику?

Зниження щільності пластику означає зниження його початкової відносної щільності за допомогою відповідних методів, щоб задовольнити потреби різних застосувань. Існують три методи зниження щільності пластиків: модифікація шляхом спінювання, додавання легких наповнювачів та суміші легких смол.

1. Модифікація шляхом спінювання

Спінювання пластикових виробів — найефективніший спосіб зменшення їхньої щільності. Два методи модифікації — додавання легких добавок та суміші легких смол — можуть лише трохи пом'якшити щільність, і зниження зазвичай становить лише близько 50%. Найнижча відносна щільність може досягти лише близько 0,5. Товщина пластикових спінюваних виробів може сильно варіюватися, а відносна щільність може опуститися до 10-3. Наразі наші повсякденні ПВХ-спінювані вироби включають ПВХ-спінювану плиту, ПВХ-спінювану підошву взуття, ПВХ-спінювану трубу, ПВХ-спінюваний профіль, ПВХ-деревопластикові спінювані вироби (рухома дверна панель, дверна лінія, стінова панель тощо), ПВХ-волосінні килимки та інше.

2. Додавання легкого наповнювача

Такі як ПЕ, ПП, CPE, ABS, MBS, деревна мука, порожнисті скляні кульки тощо; наприклад, мікроструктура мікрокулькових наповнювачів — цей метод робить зниження щільності відносно невеликим. Зазвичай найнижча відносна щільність може знизитися до приблизно 0,4–0,5. Відносна щільність наповнювачів переважно вища, ніж у пластиків, і лише деякі види наповнювачів мають нижчу відносну щільність, ніж пластик. Кращий наповнювач — кальцинована глина, яка має меншу питому вагу, ніж кальцієва пудра. Ціна не сильно відрізняється від ціни легкого кальцію, а значення абсорбції масла еквівалентне значенню кальцієвої пудри.

1) Кульки

• Відносна щільність скляних порожнистих мікрокульок (плаваючі кульки) становить 0,4–0,7, використовуються переважно для термореактивних смол;
• Відносна щільність фенольних мікрокульок становить 0,1.

2) Органічні наповнювачі

• Відносна щільність пробкової муки становить 0,5, а видима в’язкість — 0,05–0,06;
• Відносна щільність волокнистої та бавовняної пилу становить 0,2–0,3;
• Культури плодових оболонок, такі як рисова солома, горіхова мука та кокосова оболонка.
• Такі як пластифікатори, рідкі внутрішні та зовнішні змащувачі тощо; щільність чистого полівінілхлориду становить 1,4 г/см³, а пластифікованого полівінілхлориду (з приблизно 40% пластифікатора) — 1,19–1,35;

3. Суміш легких матеріалів

Додайте легкі пластикові суміші, такі як ПЕ, ПП, CPE, ABS, MBS; також існує вид легкого наповнювача: деревна мука, що являє собою дрібне волокно дерева, яке дуже легке. Але є певні обмеження, залежно від того, які методи ви використовуєте.

2. Як збільшити щільність пластиків?

Збільшення щільності пластиків — це спосіб підвищення відносної щільності первинної смоли, головним чином шляхом додавання важких наповнювачів та суміші важких смол.

1. Додавання важкого наповнювача

• Металевий порошок
• Важкий мінеральний наповнювач

2. Суміш важких смол

Цей метод дає відносно невеликий прогрес і зазвичай може досягти лише близько 50% у найвищому випадку. Він підходить переважно для деяких легких смол, таких як ПЕ, ПП, PS, EVA, PA1010 та PPO тощо. Часто додають важкі смоли, такі як PTFE, FEP, PPS та POM тощо.

3. Як змінити твердість пластику?

1. Концепція та представлення твердості

Твердість — це здатність матеріалу протистояти проникненню інших складніших предметів на його поверхню.

Значення твердості є умовним кількісним відображенням, що характеризує твердість матеріалу. Воно не є чистою та однозначною фізичною величиною. Розмір значення твердості залежить не тільки від самого матеріалу, але й від умов випробування та методів вимірювання. При різних методах вимірювання твердості значення твердості, вимірене для одного й того ж матеріалу, не буде однаковим. Тому, щоб порівняти твердість між матеріалами, потрібно використовувати значення твердості, отримане одним і тим самим методом вимірювання, для порівняння.

Існує кілька методів, які зазвичай використовуються для вираження твердості:

• Твердість Шора
• Твердість Роквелла
• Твердість Мооса

2. Суміш покращує твердість пластиків

Метод суміші пластиків для покращення — це змішування смоли з високою твердістю зі смолою з низькою твердістю, щоб підвищити загальну твердість. Стандартні суміші смол — це PS, PMMA, ABS та MF тощо. Смоли, які потрібно модифікувати, — це переважно ПЕ, PA, PTFE та ПП.

3. Композит для покращення твердості пластиків

Метод композитного покращення пластиків полягає в тому, щоб нанести шар смоли з високою твердістю на поверхню пластикових виробів з низькою твердістю. Цей метод підходить переважно для екструзійних виробів, таких як плити, листи, плівки та труби. Поширені композитні смоли — це PS, PMMA, ABS та MF.

4. Покращена поверхнева твердість пластиків

Цей метод передбачає лише покращення зовнішньої твердості пластикового виробу, тоді як внутрішня твердість виробу залишається незмінною. Це недорогий метод покращення твердості.

Цей метод модифікації використовується переважно для корпусів, декоративних матеріалів, оптичних матеріалів та товарів першої необхідності. Цей метод модифікації включає три явні методи: покриття, гальванічне покриття та обробку поверхні.

4. Як покращити гнучкість пластиків?

Інтуїтивно кажучи, гнучкість пластиків означає м'якість пластикових виробів. Тобто, чим м'якіший пластиковий виріб, тим краща його гнучкість. У фізиці полімерів гнучкість визначається як властивість полімерних ланцюгів, що можуть змінювати свою однорідність. Гнучкість пластику залежить від молекулярної структури його полімеру.

1. Додавання пластифікатора

Пластифікатор — це клас речовин, які можуть покращувати пластичність полімерів. Він використовується переважно для ПВХ-смоли. Кількість пластифікатора в ПВХ може становити понад 98% від загальної кількості пластифікатора. Крім ПВХ, пластифікатори також використовуються в таких полімерах, як PVDC, CPE, SBS, полівінілацетат, нітроцелюлоза, PA, ABS та ПВА.

2. Основні функції пластифікаторів наступні:

• Знижуйте температуру плавлення та в’язкість розплаву полімеру, таким чином знижуючи температуру його формування.
• Робіть полімерні вироби, що мають м’якість, еластичність та стійкість до низьких температур.

3. Конкретний механізм дії пластифікатора наступний:

• Об’ємний ефект
• Ефект екранування

5. Покращення глянцю пластиків

Існують два способи покращення глянцю пластиків. Один із них — покращення поверхневого глянцю пластикових виробів, що називається освітленням модифікації; другий — зменшення поверхневого глянцю пластикових виробів, що називається матуванням модифікації.

Освітлення пластиків означає покращення поверхневого глянцю або обробки пластикових виробів. Крім раціонального вибору сировини, конкретні методи включають додавання освітлювального методу, суміші освітлювального методу, метод контролю форми для освітлення, контроль гладкості формувального обладнання, дві підпроцеси для підвищення яскравості та метод покриття поверхні для підвищення яскравості тощо.

Нижче головним чином представлений метод освітлення пластиків:

1. Вибір пластикової сировини

Раціональний вибір пластикової сировини — найбільш фундаментальний фактор для покращення поверхневої обробки пластикових виробів. Якщо сировину добре підібрати, легко покращити глянець; в іншому випадку це складніше.

Пластикова сировина може поділятися на дві категорії: смоли та добавки.

2. Вибір смоли

Характеристики смоли мають більш значний вплив на поверхневий глянець пластикових виробів, і це найефективніший спосіб контролювати поверхневий глянець пластикових виробів. Її вплив на поверхневий глянець пов’язаних пластикових виробів залежить переважно від таких аспектів:

1) Сорт смоли

Глянец супутніх виробів різних сортів смоли значно відрізняється. Загалом вважається, що глянець супутніх виробів таких смол кращий: меламінова смола, ABS, PP, HIPS, PE, POM, PMMA та PPO тощо; серед них меламінова смола і ABS — це дві смоли з найбільш вираженим глянцем.

Для однієї й тієї ж смоли метод синтезу різний, і глянець відповідної смоли у виробі також відрізняється. Наприклад:

• Для PP глянець різних типів, синтезованих іншими методами полімеризації, такий: PP-R > гомополімер PP > блок-сополімер PP.
• Для PE глянець трьох різних сортів такий: LDPE > LLDPE > HDPE
• Для ПВХ емульсійна ПВХ-смола має більший глянець, ніж суспензійна ПВХ-смола.
• Для PS-смоли блиск високотермостійного полістиролу (HIPS) більший, ніж у полістиролу загального призначення (GPPS)

2) Характеристики смоли

Конкретні характеристики різні, і глянець також відрізняється. Серед характеристик смоли фактори, що впливають на глянець.

• Загалом, чим більша швидкість плавлення (MFR), тим більший глянець супутнього виробу.
• Вплив молекулярної маси в основному проявляється у ширині розподілу молекулярної маси. Чим ширше розподіл молекулярної маси, тим нижчий глянець супутніх виробів. Це пояснюється тим, що розподіл молекулярної маси є комплексним, а нерівномірність матеріалу збільшується.
• Вплив водопоглинання Смола з високою водопоглинанням сильніше впливає на глянець супутніх виробів. Наприклад, PA, PI, PSF і PC з естерною групою (-COOR) та галантаміновою групою (-CONH2) у молекулі, якщо їх не висушити або висушити неповністю, на поверхні виробу з'являються водяні хвилями, бульбашки та срібні проводи, сліди, плями тощо, через що поверхневий глянець значно знижується.

3. Вибір добавок

Серед усіх пластикових добавок наповнювачі найбільше впливають на глянець, за ними йдуть пластифікатори, стабілізатори та антипірени, але їх вплив порівняно невеликий. Вплив наповнювачів на глянець можна поділити на такі аспекти:

1) Тип наповнювача

Різні наповнювачі мають різний вплив на глянець. За винятком скляних мікрокульок, майже всі наповнювачі зменшують глянець наповнених виробів, але зниження додаткове.

Вплив декількох наповнювачів на глянець наповнених виробів такий: металеві солі > скловолокно < тальковий порошок < слюда.

2) Форма наповнювача

Різні мікроструктури частинок наповнювача мають інший вплив на глянець наповнених виробів. У порядку величини впливу: куляста < гранулята < голкоподібна < пластинчаста.

3) Розмір частинок наповнювача

Чим менший розмір частинок наповнювача, тим менше зниження глянцю наповненого виробу. Крім того, ширина розподілу розмірів частинок наповнювача різна, і вплив на глянець наповненого виробу також різний. Закон впливу такий: чим більш комплексний розподіл розмірів частинок наповнювача, тим нижчий поверхневий глянець наповненого виробу. Це пояснюється насамперед тим, що чим значніший діапазон розмірів частинок наповнювача, тим нерівномірніша поверхня наповненого виробу, тим ймовірніше, що падаюче світло може викликати розсіяне відбиття.

4) Кількість наповнювача

Чим більше наповнювача, тим нижчий поверхневий глянець наповненого виробу. Як приклад, система PP з CaCO3: коли кількість CaCO3 становить 5%, поверхневий глянець наповненого виробу — 50%. Коли кількість CaCO3 становить 15%, глянець наповненого виробу знижується до 32%.